《變頻器原理與應(yīng)用》課件

通用變頻器原理與應(yīng)用本課程介紹變頻器的基本原理、常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制方式、應(yīng)用領(lǐng)域、選型、安裝調(diào)試、維護(hù)與診斷等方面內(nèi)容。變頻器概述定義變頻器是一種將固定頻率交流電轉(zhuǎn)換為可變頻率交流電的電力電子設(shè)備，通過改變電機(jī)供電頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。作用變頻器可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)無級(jí)調(diào)速，提高電機(jī)效率，降低能耗，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命。變頻器的組成整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電直流電路對(duì)整流后的直流電進(jìn)行濾波和儲(chǔ)能逆變電路將直流電轉(zhuǎn)換為可變頻率交流電控制電路對(duì)整個(gè)變頻器進(jìn)行控制變頻器的工作原理1整流將交流電轉(zhuǎn)換為直流電2濾波對(duì)直流電進(jìn)行濾波和儲(chǔ)能3逆變將直流電轉(zhuǎn)換為可變頻率交流電4控制根據(jù)設(shè)定頻率和電壓控制逆變電路常見的變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)半橋式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，適用于小功率應(yīng)用全橋式功率更大，效率更高，適用于大功率應(yīng)用半橋式變頻器特點(diǎn)使用兩個(gè)開關(guān)器件構(gòu)成，輸出電壓為直流電壓的一半應(yīng)用適用于小功率應(yīng)用，如小型電機(jī)控制全橋式變頻器特點(diǎn)使用四個(gè)開關(guān)器件構(gòu)成，輸出電壓為直流電壓的全部應(yīng)用適用于大功率應(yīng)用，如工業(yè)生產(chǎn)線電機(jī)控制變頻器的輸入整流電路三相橋式整流將三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電單相橋式整流將單相交流電轉(zhuǎn)換為直流電非控整流通過二極管實(shí)現(xiàn)整流控整流通過可控硅實(shí)現(xiàn)整流變頻器的中間直流電路1電容濾波2電感濾波3LC濾波變頻器的逆變電路1PWM逆變2SPWM逆變3SVPWM逆變變頻器的控制方式1開環(huán)控制根據(jù)輸入頻率控制電機(jī)轉(zhuǎn)速2閉環(huán)控制通過反饋信號(hào)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速3矢量控制控制電機(jī)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)矩4直接轉(zhuǎn)矩控制直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩開環(huán)控制特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但精度較低應(yīng)用適用于對(duì)轉(zhuǎn)速精度要求不高的場(chǎng)合閉環(huán)控制特點(diǎn)通過反饋信號(hào)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，精度較高應(yīng)用適用于對(duì)轉(zhuǎn)速精度要求較高的場(chǎng)合矢量控制特點(diǎn)控制電機(jī)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)矩，可以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和高精度控制應(yīng)用適用于高性能電機(jī)控制，如伺服系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制特點(diǎn)直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩，可以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和高動(dòng)態(tài)性能應(yīng)用適用于高性能電機(jī)控制，如電動(dòng)汽車變頻器的常見功能加減速控制功能控制電機(jī)啟動(dòng)和停止過程的加減速作用減少啟動(dòng)沖擊，保護(hù)電機(jī)和機(jī)械過載保護(hù)功能在電機(jī)過載時(shí)切斷電源，保護(hù)電機(jī)作用防止電機(jī)過載燒毀自動(dòng)補(bǔ)償功能自動(dòng)補(bǔ)償電壓和電流波動(dòng)，確保電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行作用提高電機(jī)效率，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、泵類設(shè)備、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等建筑工程起重機(jī)械、電梯系統(tǒng)等交通運(yùn)輸電動(dòng)汽車、軌道交通等能源領(lǐng)域風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)無級(jí)調(diào)速優(yōu)勢(shì)提高效率，降低能耗，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命泵類設(shè)備應(yīng)用控制泵的流量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗優(yōu)勢(shì)減少水錘現(xiàn)象，延長(zhǎng)泵的使用壽命風(fēng)機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗優(yōu)勢(shì)降低噪音，提高舒適度，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)使用壽命起重機(jī)械應(yīng)用控制起重機(jī)械的升降速度，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制優(yōu)勢(shì)提高效率，降低能耗，提高安全性電梯系統(tǒng)應(yīng)用控制電梯的運(yùn)行速度，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)舒適的乘坐體驗(yàn)優(yōu)勢(shì)降低能耗，提高舒適度，延長(zhǎng)電梯使用壽命變頻器的選型功率選型根據(jù)電機(jī)功率選擇合適的變頻器控制模式選型根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的控制模式功能選型根據(jù)需求選擇必要的附加功能功率選型原則變頻器功率應(yīng)大于等于電機(jī)功率考慮因素電機(jī)啟動(dòng)電流、過載能力、環(huán)境溫度等控制模式選型開環(huán)控制適用于對(duì)轉(zhuǎn)速精度要求不高的場(chǎng)合閉環(huán)控制適用于對(duì)轉(zhuǎn)速精度要求較高的場(chǎng)合矢量控制適用于高性能電機(jī)控制直接轉(zhuǎn)矩控制適用于高動(dòng)態(tài)性能電機(jī)控制變頻器的安裝與調(diào)試1機(jī)械尺寸選擇合適的安裝位置，確保通風(fēng)散熱2電氣連接按照說明書正確連接電源、電機(jī)、控制信號(hào)3參數(shù)設(shè)置根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)置參數(shù)，如頻率、電壓、電流等4調(diào)試方法進(jìn)行空載和負(fù)載運(yùn)行測(cè)試，確保變頻器正常工作機(jī)械尺寸高度根據(jù)安裝空間選擇合適的變頻器高度寬度確保變頻器寬度足夠，方便安裝深度考慮變頻器與其他設(shè)備的間距電氣連接電源連接連接電源線，確保接地良好電機(jī)連接連接電機(jī)線，確保相序正確控制信號(hào)連接連接控制信號(hào)線，確保信號(hào)連接正確參數(shù)設(shè)置1頻率設(shè)定根據(jù)電機(jī)額定頻率進(jìn)行設(shè)置2電壓設(shè)定根據(jù)電機(jī)額定電壓進(jìn)行設(shè)置3電流設(shè)定根據(jù)電機(jī)額定電流進(jìn)行設(shè)置4其他參數(shù)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)置其他參數(shù)，如加減速時(shí)間、過載保護(hù)等調(diào)試方法1空載運(yùn)行先進(jìn)行空載運(yùn)行測(cè)試，檢查變頻器是否正常工作2負(fù)載運(yùn)行逐步增加負(fù)載，觀察變頻器性能和電機(jī)運(yùn)行狀況3故障處理根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行排查，并進(jìn)行相應(yīng)的處理變頻器的維護(hù)和診斷定期檢查定期檢查變頻器的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題常見故障診斷根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析和判斷，并進(jìn)行維修維修保養(yǎng)定期清潔變頻器，更換損壞部件定期檢查1外觀檢查檢查變頻器外觀是否有破損、變形等2通風(fēng)散熱檢查變頻器通風(fēng)散熱是否良好3電氣連接檢查變頻器電氣連接是否牢固，是否有松動(dòng)4運(yùn)行狀態(tài)檢查變頻器運(yùn)行狀態(tài)是否正常，是否有異常聲音或振動(dòng)常見故障診斷報(bào)警信息觀察變頻器報(bào)警信息，判斷故障原因測(cè)量?jī)x器使